2016年12月20日火曜日

±5V/+3.3V電源 ブレッドボードで実験 負電源三端子レギュレータは性能が出ない?

7905の出力電圧が低下した原因は、温度測定のためにカプトンテープでぐるぐる巻にしたのが原因だったようだ。熱がこもって性能がでなかった可能性がある。負電源の三端子レギュレータ(79xx)は正電源用(78xx)に比べて、温度に敏感なのかも?粘着力が強くてビタッと貼れるカプトンテープはどれがいいのか。(本物は高くて買えないけど)

ルネサスの「三端子レギュレータの使い方」というドキュメント新日本無線の「三端子レギュレータについて」というドキュメントを参考にした。

回路図


電池電源に限定すると電圧変動はほとんどなさそうなので、三端子レギュレータの入力側に入れていた電解コンデンサを取り除いた。

両電源のラッチダウン防止用のD5、D6をショットキーバリアダイオードに変更、OUTからINの逆電圧をバイパスするD3、D4を整流用ダイオードに変更した。

負電源の入力側に入れているC4の値を0.33uFから0.47uFのフィルムコンデンサに変更。新日本無線のドキュメントに


という図があって、理由がわからないが負電源側の値が2.2uFになっている。手持ちの2.2uFのフィルムコンデンサはサイズが大きすぎるので、0.47uFにしておいた。1.0uFの積セラに差し替えても違いはないようだが。

ブレッドボード配線図


7905にだけ放熱器をつけたり、はずしたりしてようすを見てみた。シリコングリスとうは塗っていない。負荷は100Ωの抵抗の場合と、100Ωを並列にした50Ωの場合を比較。

放熱器なし 無負荷 


項目 出力電圧(V)
7905 -5.02


放熱器なし 100Ω           


項目 出力電圧(V) 開始時 出力電圧(V) 5分経過 出力電圧(V)10分経過
7905 -4.95 -4.94 -4.95

放熱器あり 100Ω           


項目 出力電圧(V) 開始時 出力電圧(V) 5分経過 出力電圧(V)10分経過
7905 -5 -5.03 -5.02

放熱器なし 50Ω           


項目 出力電圧(V) 開始時 出力電圧(V) 5分経過 出力電圧(V)10分経過
7905 -4.82 -4.74 -4.84

放熱器あり 50Ω           

項目 出力電圧(V) 開始時 出力電圧(V) 5分経過 出力電圧(V)10分経過
7905 -5 -4.78 -4.78

無負荷のときは-5.02V出ているが、負荷が重くなると出力電圧が低下する。放熱器をつけると若干結果が良くなるようだ。同時に7805と3.3V LDOも計測したが、こちらは放熱器なしの状態で、それぞれ5.08V±0.01V、3.31V±0.01Vと安定している。

まだどこか間違えている可能性もあるが、負電源用の三端子レギュレータは特性があまり良くないのかも。

正電源用三端子レギュレータだけで両電源


ルネサスのドキュメントに載っていた回路図

おおもとの電源を2系統に分ければ、やはり正電源用だけでも両電源として使えるようだ。単3電池×6の9Vを2系統をおおもとの電源とする予定なので、正電源用三端子レギュレータだけでも両電源を構成できる。

正電源用の三端子レギュレータだけを使うと、9V×2を安定化せずにそのまま両電源として使うことができない。9V×2をそのまま両電源として使うと正側の-と負側の+をつないでGNDとするので、回路図の負電源側の三端子レギュレータのINとOUT(出力のGND)が短絡してしまっておかしなことになる。

う~ん(@@;